clase i met problematica y recursos hidricos del peru defechavarri/clase_i_met... · 2008-05-09 · tránsito de caudales a lo largo de un río y modelación de procesos físicos

Escuela de Postgrado - Universidad Nacional Agraria 'La Molina' Maestría en Recursos Hídricos

Orientación: Ingeniería de Recursos Hídricos Curso :Métodos de Análisis en Recursos Hídricos

MSc. Eduardo A. Chávarri Velarde

1 11/04/08

Clase I (Introductoria) LA PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA Y CARACTERÍSTICAS HÍDRICAS DEL

PERÚ 1. INTRODUCCIÓN El curso de Métodos de Análisis en Recursos Hídricos, tiene como objeto el brindar al estudiante los conocimientos necesarios para sistematizar y programar métodos de solución utilizados en hidrología superficial para temas específicos como la modelación del escurrimiento superficial en cuencas, tránsito de caudales a lo largo de un río y modelación de procesos físicos del ciclo hidrológico, etc. Asimismo será también competencia del curso sistematizar y crear modelos computacionales para realizar balances hidrológicos de algunos sistemas hidráulicos existentes en el país. A manera de introducción, se presenta un resumen sobre el tema de planificación hidrológica, con el objeto de sensibilizar al estudiante sobre la importancia de la gestión del agua. Posteriormente se presenta información básica sobre la oferta y demanda hídrica del Perú por vertiente hidrográfica. 2. LA PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA Según el documento ‘Políticas e Instrumentos de la Gestión del Agua en la Agricultura’ – Volumen 1, FAO-2002. 2.1 Características y evolución de la planificación hidrológica

En el marco de la gestión integrada de los recursos hídricos se requiere el desarrollo de un sistema racional de planificación hidrológica integrada en todos los niveles funcionales de la gestión y administración del agua. En la práctica eso significa que los planes deben abordar todos los aspectos claves (cantidad y calidad del agua, así como el medio ambiente) y todos los sistemas hídricos pertinentes (superficiales, subterráneos, zonas saturadas y no saturadas).




2 11/04/08

2.2 Objetivos de un plan hidrológico Dada la importancia del recurso agua en los distintos sectores de la actividad económica, es evidente que la moderna gestión y administración del agua no puede estar orientada exclusivamente hacia un determinado sector de uso como sucedía en el pasado, sino que debe ser considerada como un conjunto. De ahí la necesidad de elaborar un plan hidrológico nacional junto con planes sectoriales basados en los diversos usos del agua o en los niveles en los que tales planes operan. El principal objetivo de todo plan hidrológico es la distribución racional y efectiva de los recursos hídricos disponibles, para satisfacer en la medida de lo posible las demandas de agua presentes y futuras, tanto a nivel individual como colectivo. Para alcanzar este objetivo general es necesario tomar en consideración los siguientes objetivos específicos: • Respetar en la medida de lo posible el equilibrio hidrológico entre demanda

de agua y recursos hídricos disponibles a nivel de cuenca o subcuenca. • Establecer un procedimiento de asignación del agua racional y equitativo

para satisfacer en el tiempo y en el espacio la demanda de agua de los distintos usuarios.

• Establecer una gestión del agua a largo plazo que tenga en consideración las demandas futuras de agua.

• Garantizar la defensa frente a los efectos perjudiciales del agua, en especial de las inundaciones, erosión del suelo, salinización y predicción de sequías.

• Proteger la calidad del agua frente a la contaminación. • Establecer prioridades flexibles entre los distintos programas de desarrollo

de recursos hídricos para todos los usos, en el tiempo y en el espacio. Para lograr los objetivos específicos descritos es necesario especificar la cantidad, calidad y localización de los recursos hídricos disponibles en un país, así como los usos existentes y, finalmente, evaluar y controlar la compatibilidad de todos los programas, proyectos o planes sectoriales de desarrollo de recursos hídricos con los objetivos generales del plan hidrológico.




3 11/04/08

3. EL RECURSO HÍDRICO EN EL PERÚ 3.1 Oferta hídrica superficial El Perú es un país rico en agua, pero lamentablemente el 98% del agua que precipita sobre su superficie en forma de lluvia, escurre por la amazonía hacia el Océano Atlántico. El resto del Perú vive con el 2% del agua producida y que no es de fácil disponibilidad. 3.1.1 Vertiente del Pacífico Los ríos de la vertiente del Pacífico se originan por los deshielos de la cordillera de los Andes, así como de las precipitaciones concentradas en un 70% entre los meses de enero a marzo, sobre un territorio accidentado con grandes diferencias de nivel, atravesando la región costera para desembocar en el Océano Pacífico, esto origina que los ríos sean de corto curso, régimen irregular y carácter torrentoso. Según Pavez, el caudal en los ríos de la costa viene disminuyendo significativamente en los últimos años, (con el agravante que los caudales tienden a concentrarse además en crecidas violentas y destructivas, ante el deterioro ambiental y deforestación de las cuencas).1 Los ríos que aportan mayor volumen de agua anual son: Santa, Chira y Tumbes en el norte y los que menos aportan son Atico, Topará y Lacramarca en el Sur. 3.1.2 Vertiente del Atlántico La vertiente del Atlántico está constituida por el gran colector continental que es el río Amazonas, el cual a su vez está constituido por 04 sistemas: Amazonas, Yurúa, Purús y el Madre de Dios. Los ríos que aportan mayor volumen de agua anual son: Amazonas, Madre de Dios y Marañon y los que menos aportan son Llaucano, Huancabamba y Chotano.

3.1.3 Vertiente del Lago Titicaca Los ríos que aportan mayor volumen de agua anual son : Ramis, Ilave y Coata y los que menos aportan son Maure y Zapatilla.

1 Alejandro Pavez Wellmann ‘Las aguas subterráneas en la costa del Perú y el norte de Chile’




4 11/04/08




5 11/04/08

En resumen :

Masa Anual Caudal Porcentajekm3/año m3/s %

Pacífico (*) 34.6 1098.0 1.7Atlántico (**) 1998.7 63379.5 98.0Titicaca (**) 7.0 221.9 0.3

Total 2040.4 64699.4 100.0(*) IPROGA (1996)(**) DGAS (1995)

Vertiente

R eg iones de l P e rú - P ob lac ión 2003

C os ta = 14 '298 033

52%S ie rra =

9 ' 898 63836%

S e lva = 3 '299 546

12%

Regiones del Perú - Precipitación Total Anual (m m /año)

Costa = 77m m /año

3%

Sierra = 684

m m /año30%

Selva = 1494

m m /año67%




6 11/04/08

3.2 Demanda hídrica En lo que concierne a la demanda hídrica, se puede señalar que el Perú utiliza 18 972 MMC/año, lo que representa el 0.93% de la disponibilidad total calculada en 2'040 400 MMC/año. El consumo de los diversos sectores es: Agricultura 85.7%, población 6.7%, industrial 6.1%, minero 1% y pecuario 0.4%. El consumo no consuntivo con fines energéticos es de 11,138 MMC. 3.2.1 Vertiente del Pacífico Los ríos de la vertiente del Pacífico descargan 34 600 MMC al año de los cuales 16 501 MMC (48%) se aprovechan en los usos siguientes: • Municipal: 2 184 MMC al año (13%), para abastecer a 16'000 000 de

personas.

• Agricultura y Pecuario: 14 228 MMC al año (86%), para un área bajo riego

de 919 605 ha. (DGAS - 2001)

• Minería: 152 MMC al año (1%).

• La diferencia: 18 099 MMC (52%) se descarga al Océano Pacífico.

El uso del agua para la agricultura en la región de la vertiente del Pacífico del Perú tiene las siguientes características: • Los agricultores han adaptado los cultivos nativos maíz, algodón, pallar y

otros a la oferta hídrica de los ríos.

• Una alta intensidad de uso de la tierra (Para cultivos permanentes, dos o

más cultivos temporales en el año).

El uso no consuntivo energético en la vertiente del Pacífico se estima en 4 245

MMC/año. (Fuente : DGAS - 1995)

3.2.2 Vertiente del Atlántico En la vertiente del Atlántico el volumen anual utilizado es de 2 367 MMC/año, lo que representa el 0.11%, de una oferta hídrica de 1'998 700 MMC. Su distribución es la siguiente:




7 11/04/08

• Municipal: 277 MMC al año (12%).

• Agricultura y Pecuario: 2037 MMC al año (86%), para un área bajo riego de

205 482 ha. (DGAS - 2001)


La diferencia: 1'996 333 MMC/año (99.89%), sigue su curso hacia Bolivia y Brasil. El uso no consuntivo energético en la vertiente del Atlántico se estima en 6 881 MMC/año. (Fuente : DGAS - 1995) 3.2.3 Vertiente del Titicaca En la vertiente del Titicaca el volumen utilizado es de 104 MMC/año, lo que representa el 1.5% de una oferta hídrica de 7 000 MMC/año, Su distribución es la siguiente: • Municipal: 21 MMC al año (20%).

• Agricultura y Pecuario: 81MMC al año (78%), para un área bajo riego de 9

365 ha. (DGAS - 2001).


La diferencia: 6 896 MMC/año (98.5%), sigue su curso hacia el Lago Titicaca. El uso no consuntivo energético en la vertiente del Atlántico se estima en 12 MMC/año. (Fuente : DGAS - 1995) Sin embargo, considerando la oferta hídrica aprovechada, el panorama para cada una de las vertientes hidrográficas es el siguiente:




8 11/04/08

Vertiente del Pacífico - Perú

4245

1650020951

34600

0

10000

20000

30000

40000

Oferta hídricatotal

Oferta hídricaaprovechada

Demandahídrica

consuntiva

Demandahídrica noconsuntiva

Vol

umen

anu

al (H

m3)

Vertiente del Atlántico - Perú

1998700

29514 2367 68810

1000000

2000000

3000000



Demanda hídricaconsuntiva

Demanda hídricano consuntiva

Vol

umen

anu

al (H

m3)

Vertiente del Titicaca - Perú

104 12

7000

701

0

2000

4000

6000

8000



Demandahídrica

consuntiva

Demandahídrica noconsuntiva

Volu

men

anu

al (H

m3)




9 11/04/08

3.3 Agua Subterránea La cuantificación de la reserva de agua subterránea explotable data del año 1982 con los trabajos realizados por INAF-AFATER y se estima en 2739.3 MMC. Según Pavez, INRENA estima reservas totales de entre 35 000 MMC y 40 000 MMC de agua subterránea contenidas en napas de las cuencas costeras. Sin embargo, al año 2004 sólo había efectuado mediciones en 8 valles, donde había determinado un volumen total de 9 025 MMC. No se han hecho estudios que determinen la recarga o renovación de los acuíferos estudiados, y el balance hídrico que determine su sustentabilidad y la seguridad de su abastecimiento a largo plazo. En la vertiente del Pacífico se han identificado más de 8000 pozos operativos que explotan anualmente 1 511.3 MMC (DGAS-1995). El mayor volumen utilizado es en agricultura con 995.3 MMC, poblacional con 366.5 MMC, Industrial con 137.4 MMC y pecuario con 12 MMC. Los proyectos de irrigación de La Yarada en Tacna y de la Pampa de los Castillos y Villacurí en Ica, se desarrollan exclusivamente en base a este recurso. En la vertiente del Atlántico la explotación se estima en 0.52 MMC/año y en la del Lago Titicaca es de aproximadamente 2.4 MMC/año. En general, el siguiente cuadro sintetiza los datos de reservas explotables y explotación actual:

Características del agua subterránea por vertiente hidrográfica

Según la DGAS (2001), actualmente se cuentan con estudios hidrogeológicos en los siguientes valles, los que proporcionan datos sobre volúmenes de explotación y reservas totales respectivamente.

Vertiente Reservas Explotables Explotación ActualPacífico 2739.3 1511.30Atlántico s.d 0.52Titicaca s.d 2.40

Total 2739.3 1514.22Fuente : DGAS (1992)

Aguas Subterráneas (MMC/año)




10 11/04/08

FuenteATDR

TUMBES 106 45 3.05 s/d TumbesZARUMILLA 566 295 16.55 s/d TumbesALTO PIURA 1515 553 49.21 s/d Alto Piura-Huancabamba

Motupe 106 45 3.05 973.21 Motupe-Olmos-La LecheZARUMILLA 566 295 16.55 s/d Motupe-Olmos-La LecheCHANCAY

LAMBAYEQUE 1515 1017 100.69 s/d Chancay-LambayequeCHICAMA 2356 1605 92.18 s/d ChicamaMOCHE 1098 762 28.08 s/d Moche - Virú - Chao

VIRÚ 1536 1139 10.11 s/d Moche - Virú - ChaoCHAO 671 318 1.27 s/d Moche - Virú - ChaoSANTA 208 171 4.75 s/d Santa - Lacramarca

LACRAMARCA 168 131 20.6 s/d Santa - LacramarcaNEPEÑA 403 3209 15.05 688.51 Nepeña-Casma-Huarmey

CHANCAY HUARAL 4069 3209 15.05 803.43 Chancay-HuaralCAÑETE 546 468 4.52 1015 Mala - Omas - CañeteCHINCHA 932 489 38.67 s/d Chincha - Pisco

PISCO 544 337 23.09 s/d Chincha - PiscoICA 1988 891 335.31 2804 Ica

PALPA 336 194 14.95 s/d Palpa - NazcaNAZCA 1208 681 38.92 s/d Palpa - NazcaACARÍ 372 144 4.74 469 Acari-Yauca-Puquio

CAPLINA 221 118 54.35 s/d TacnaUCAYALI

PUCALLPA 3383 2910 4.83 s/d PucallpaDGAS - 2001

VOLUMEN DE EXPLOTACIÓN (MMC)

RESERVAS TOTALES (MMC)

VALLE Nº TOTAL DE POZOS POZOS UTILIZADOS

Entre las principales características de la explotación del agua subterránea se puede señalar que los acuíferos de la zona costera están constituidos principalmente por formaciones aluvionales correspondientes al periodo cuaternario reciente y en general son predominantemente libres. Se estima que el basamento en algunos sectores se encuentra entre los 400 a 500 metros de profundidad. La recarga anual de los acuíferos tienen su origen aguas arriba del abanico fluvial, en la parte alta de los valles, donde se producen filtraciones directas a través del lecho del río y sus afluentes en 'época de avenidas', por canales de riego no impermeabilizados y por las actuales áreas bajo riego. Los pozos tubulares construidos en las zonas áridas de la costa tienen por lo general profundidades que varían entre 40 y 100 metros con una profundidad de napa freática entre 10 y 30 metros y los caudales que se obtienen varían entre 12 y 100 l/s.




11 11/04/08




12 11/04/08

4. Algunas conclusiones

Se transcriben algunas conclusiones sobre el tema: Disponibilidad y Demanda Hídrica en el Perú desarrollado en el I Symposium del Agua, UNALM, Marzo 2007.

4.1 Ing. Guillermo León (SEDAPAL)

• Existe inequidad en la cobertura del servicio de SEDAPAL. Los distritos pobres y ubicados en las zonas marginales consumen entre 3.0 m3/s a 6.0 m3/s por familia/mes y pagan entre 7.0 S/.m3 a 10.0 S/.m3. Los distritos más favorecidos consumen 30 m3/s por familia/mes y pagan por los primeros 20 m3 un equivalente de 1.0 S/.m3.

• Existe conflicto en el uso del agua con los sectores agricultura, energía e industria.

• Demando realizar un uso eficiente del agua y contribuir a la denominada ‘Cultura del Agua’.

• La tarifa actual no cubre los costos de descontaminación del agua • Planteó ejecutar un estudio integrado de gestión del agua que contemple

el monitoreo de cuencas piloto en la costa, sierra y selva. Se evaluaría distintos modelos de gestión que involucren el uso del suelo y agua. SEDAPAL cuenta con el financiamiento del estudio, se necesitaría conformar comités técnicos.

4.2 Ing. Lorenzo Chang (JNUDRP) • Debe existir lineamientos de política con relación a la seguridad hídrica

del país. • Existen problemas de degradación de ecosistemas, desperdicio del

agua, falta de educación de la población ante la problemática del agua. • El recurso de agua subterránea debe constituir como medida de

seguridad la reserva de agua del país. • Planteó realizar mayor investigación en temas de gestión del agua.

4.3 Ing. Nicolás De Piérola (Southern Perú). • Sustentó los usos, las eficiencias, los criterios de sostenibilidad, retos y

perspectivas de la SPCC en el ámbito de su competencia. • La importancia de la empresa en controlar el agua en tiempo real

utilizando sistemas inalámbricos. • La importancia de tener estaciones meteorológicas e hidrométricas. • Los criterios de sostenibilidad tienen que ver con el manejo de cuencas,

estudio de reservas renovables de agua e interacción social. • Planteó mayor gobernabilidad en lo que respecta a las autoridades que

administran el uso del agua, teniendo en cuenta que los sistemas sean viables económicamente, mayor investigación principalmente en los acuíferos y trabajar con los conceptos de Ingeniería de Sistemas por temas específicos.




13 11/04/08

4.4 Ing. Rolando Piskulich (Sociedad Nacional de Industrias). • Existen problemas de administración del agua, debe enfocarse la

problemática desde el punto de vista ‘Costo – Beneficio’. Menciono también la necesidad de elevar la eficiencia en el uso del agua, principalmente del sector agricultura.

• Demando un precio competitivo del agua para la industria, solicitó algún estímulo por parte del estado por tratamiento del agua que realizan las industrias, así como por la perforación de pozos.

• Planteó que exista legislación que castigue la clandestinidad en el uso del agua, la creación de un comité de normas técnicas y que la futura ley de aguas estimule el uso racional y eficiente del agua subterránea.

4.5 Dr. Guido Bocchio (Sociedad Nacional de Minería, Petroleo y Energía) • La legislación del agua es confusa, las competencias no son claras y

existe superposición de funciones entre entidades. • El sector minería tiene la intensión de apoyar la ejecución de proyectos

de desarrollo. Actualmente existen convenios entre minería y los gobiernos locales.

• Planteó que la futura ley de aguas tenga un enfoque multisectorial, la difusión del uso racional del agua en la educación de la población.

5. DEMANDA EVAPOTRANSPIRATIVA

La demanda evapotranspirativa se define mediante la siguiente ecuación:

i

i

i

iii ETP

PPETP

PPETPD −=−

= 1)(

Donde: Di : Demanda evapotranspirativo, adimensional para el mes i ETPi : Evapotranspiración potencial en mm para el mes i PPi : Precipitación pluvial en mm para el mes i.

En el caso de que no se disponga del valor de la ETPi, puede ser estimada de manera aproximada, considerando que vale ETPi = 0.8 EVi, donde EVi es la evaporación mensual medida con un tanque evaporímetro tipo 'A'. En nuestro país, a nivel de vertiente hidrográfica, la demanda evapotranspirativa (D), tiene los siguientes valores:

Vertiente Pp.Total anual (mm) Eto anual (mm) DPacífico (Costa) 38.5 1452.3 1.0Pacífico (Sierra) 678.9 1293.5 0.5Atlántico 2237.8 614.4 -2.6Titicaca 1220.8 564.0 -1.2




14 11/04/08

Trabajo Encargado N°01

- Determinar curvas mensuales de isodemanda evapotranspirativa para alguna cuenca del Perú.

Ejemplo

Cuenca del río Cañete

Fuente: Trabajos desarrollados en el curso Métodos de Análisis de Recursos Hídricos.




15 11/04/08

Valores de Demanda Evapotranspirativa – Mes de Marzo (Cuenca Cañete)





16 11/04/08

Valores de Demanda Evapotranspirativa – Mes de Julio (Cuenca Cañete)


Documents

clase i met problematica y recursos hidricos del peru defechavarri/clase_i_met... · 2008-05-09 · tránsito de caudales a lo largo de un río y modelación de procesos físicos